AULA PRÁTICA ENSAIOS DE DUREZA E DUREZA BRINELL

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ENSAIOS DE DUREZA
A palavra dureza pode ter vários significados:
· Na Metalurgia considera-se dureza como a resistência à deformação plástica permanente;
· Na Mecânica é a resistência à penetração de um material duro no outro.
· A dureza é uma propriedade mecânica que consiste em uma medida da resistência de um material a uma deformação plástica localizada. 
A dureza é a capacidade do material de:
· resistir ao risco;
· ser deformado plasticamente;
· ser cortado;
· absorver energia no impacto;
· resistir ao desgaste. 
Poderíamos salientar que a dureza tem grande relação com o desgaste de peças e componentes e é muito utilizada como controle de qualidade das propriedades mecânicas no ramo metal-mecânico.
ENSAIO DE DUREZA BRINELL (normas ASTM E 10 ; NBR 6394)
· Consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço temperado ou de metal duro (carbeto de tungstênio) de diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio de uma carga F, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de diâmetro d.
	
	
Medidas (2 medidas a 90o uma da outra) com precisão de 0,01 mm que é realizada na marca deixada pelo penetrador, para avaliar a dureza, utilizando-se uma lupa graduada.
· É usado especialmente para avaliação de dureza de metais não ferrosos, ferro fundido (necessariamente esfera de 10 mm), aços e produtos siderúrgicos em geral apenas para peças não temperadas;
· Os penetradores são esferas de aço ou de carboneto de tungstênio com diferentes diâmetros.
· 
· Cálculo do valor de dureza Brinell
 (
“Q” em Kgf não utilizar 0,102, somente no caso da carga estar em N .
)
· EXEMPLO: Uma amostra foi submetida a um ensaio de dureza Brinell no qual se usou uma esfera de 2,5 mm de diâmetro e aplicou-se uma carga de 187,5 kgf. As medidas dos diâmetros de impressão foram de 1 mm. Qual a dureza do material ensaiado?
EM GERAL SE UTILIZAM TABELAS E NÃO A FÓRMULA DA DUREZA BRINELL.
· O ensaio padronizado, proposto por Brinell, é realizado com carga de 3.000 kgf e esfera de 10 mm de diâmetro, de aço temperado. Porém, há algumas situações que se necessita utilizar cargas e esferas menores. Usando cargas e esferas diferentes, é possível chegar ao mesmo valor de dureza, desde que se observem algumas condições:
· F (carga) → 0,3.D < d < 0,6.D , ideal d = 0,375.D (alguns autores citam 0,25.D< d < 0,5.D ). Norma ASTM E10 – 17 0,24.D< d < 0,6.D
· Para obter o diâmetro de impressão dentro do intervalo anterior, deve-se manter constante a relação entre a carga (F) e o diâmetro ao quadrado da esfera do penetrador (D2), ou seja, a relação:
· Para padronizar o ensaio, fatores de carga foram fixados. O quadro a seguir mostra os principais fatores de carga utilizados e as respectivas faixas de dureza e indicações do material.
· O quadro a seguir mostra os diâmetros de esfera mais usados e os valores de carga para cada caso, em função do fator de carga escolhido.
· F= FATOR DE CARGA x D2
 
 A execução do ensaio de dureza Brinell consiste em: 
· Preparar uma superfície plana na amostra;
· Colocar e fixar a amostra na mesa da máquina;
· Acionar o dispositivo para liberação da carga principal;
· Ler o tamanho da impressão (EM LUPA GRADUADA);
· Usar a tabela para converter os dados dos ensaios para dureza Brinell.
	Representação da dureza Brinell:
XXX HBS D/Q/t ou XXX HBW D/Q/t 
 (Esfera de aço) (Esfera de carbeto de W)
· XXX: valor da dureza Brinell da amostra; 
· HBS: para ensaio com uma esfera de aço; 
· HBW para esfera de tungstênio; 
· D: diâmetro da esfera; 
· Q: carga de compressão da esfera em kgf; 
· t: tempo de aplicação da carga em segundo. 
	
EXEMPLO: 100 HBS 5/250/30 
· Dureza Brinell: 100
· Esfera de aço
· Diâmetro da esfera - 5mm
· Carga de 250 kgf 
· Tempo de 30 s
Outros fatores que podem influir no resultado:
- Valor máximo de dureza sem danificar o penetrador e a medida:
 Com esferas de aço: 440 HBS .
 Com esferas de carboneto de tungstênio: 627 HBW - ASTM E10 650 HBW
- Sempre que possível utilizar a esfera de maior diâmetro.
- Relação entre o diâmetro da impressão e a espessura da peça (E) : 
E > 2d (ABNT E > 10p - p=prof. HB=F/ )
- Medidas de dureza Brinell em superfícies curvas:
	O ensaio não deve ser realizado em superfícies cilíndricas com raio de curvatura menor que 5 vezes o diâmetro da esfera, pode haver escoamento lateral do material e a dureza medida será menor que a real.
R 5D 
ASTM E10 -17 = R 2.5D 
	Figura – Escoamento lateral (r < 5.D)
- Distância entre marcas vizinhas maior ou igual a 3 x d (d- diâmetro da calota) . A marca afeta as propriedades do material próximo a ela.